Tecnología de ultrasonido implantable abre la barrera hematoencefálica

Un estudio nuevo muestra cómo un procedimiento mediado por ultrasonido puede aumentar cinco veces el suministro de paclitaxel al cerebro al romper la barrera hematoencefálica (BHE).

Investigadores de la Universidad Northwestern (NU; Chicago, IL, EUA), el Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière (ICM; París, Francia) y otras instituciones llevaron a cabo un estudio para examinar si la ecografía pulsada de baja intensidad (LIPU) con inyección de microburbujas podría alterar transitoriamente la BHE para permitir un mejor suministro de medicamentos al cerebro para el tratamiento de los gliomas. La biodistribución, la toxicidad y la eficacia de la administración mediante LIPU se estudiaron para dos formulaciones de paclitaxel; paclitaxel unido a albúmina (ABX) y paclitaxel disuelto en cremofor (CrEL-PTX).

Las sonicaciones se realizaron utilizando el dispositivo LIPU One MHz de CarThera (París, Francia), desarrollado en el ICM. El pequeño dispositivo de ultrasonido se implanta durante la cirugía en una ventana del cráneo que no contiene hueso, y se usa en combinación con burbujas de gas microscópicas inyectadas en la sangre al mismo tiempo que comienza el ultrasonido. Cuando las burbujas golpean las ondas de sonido, estas vibran e interrumpen mecánicamente la BHE, permitiendo la penetración de las moléculas del fármaco. La interrupción de la BHE dura varias horas después de la sonicación y es reversible. El emisor de ultrasonido permanece en el cráneo para administraciones repetidas de los medicamentos.

Para el estudio, se evaluó la actividad antiglioma en ratones desnudos con xenoinjertos de glioma intracraneal derivados de pacientes (PDX), usando fluoresceína para confirmar y mapear la interrupción de la BHE. La toxicidad del paclitaxel administrado por LIPU se evaluó mediante un examen clínico e histológico de los ratones tratados. Los resultados revelaron que la afectación de la BHE mediada por ultrasonido mejoró la concentración cerebral de paclitaxel de 3 a 5 veces para ambas formulaciones, y aumentó aún más el beneficio terapéutico de la ABX. Los ciclos repetidos de CrEL-PTX y CrEL administrados por LIPU solos fueron letales en 42% y 37,5% de los ratones, respectivamente, mientras que la administración similar de ABX a una dosis equivalente fue bien tolerada. El estudio fue publicado el 12 de diciembre de 2019 en la revista Clinical Cancer Research.

“El glioblastoma actualmente no tiene cura, y cuando el tumor recurre no hay muchas opciones de tratamiento. Necesitamos urgentemente nuevos tratamientos efectivos”, dijo el autor principal, Adam Sonabend, MD, de la Facultad de Medicina Feinberg en la NU. “ABX es la formulación preferida para futuras investigaciones en el entorno clínico, debido a su penetración cerebral superior y la tolerabilidad en comparación con el CrEL-PTX”.

La BHE está compuesta por células endoteliales especializadas que forman la microvasculatura capilar del sistema nervioso central (SNC) y es esencial para la función cerebral. Evita selectivamente que las sustancias ingresen a la sangre y al cerebro, permitiendo solo el paso de moléculas esenciales como aminoácidos, oxígeno, glucosa y agua. Por otro lado, también se convierte en el mayor impedimento para el tratamiento de muchas enfermedades del SNC, ya que comúnmente bloquea la entrada de compuestos terapéuticos.

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Universidad Northwestern
Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière
CarThera